随着现代战争中信息化作战能力的不断提升，海上无人机在战场的投入量越来越大，担负的任务从战场侦察和监视扩展到海域巡逻、反潜战、对舰（地）攻击、电子干扰、通信截听、目标精确定位、中继通信等领域，甚至扩展到战区空中导弹防御、心理战和网络中心战领域。无人机己经成为海上作战中不可缺少的重要武器平台。作为海上无人机主要传感器的海上监视雷达在提高对海搜索监视这一基本能力的基础上，也逐步拓展雷达的功能使用和应用模式，并不断引入新的技术和措施，使之满足无人机多样化任务和复杂使用环境要求。

　　1 海上无人机特点

　　海上无人机之所以在多次实战中屡创佳绩并受到各国军方的青睐，主要因为它具有其他武器系统所不具备的优点，主要包括以下几点：

　　（1）可执行高风险任务

　　无人机最大的优势在于可在高风险的空域环境中使用。与有人驾驶的飞机相比，无人机适合执行大风险、环境恶劣的作战任务。海上无人机在海上作战环境中可根据海况和气候条件实现灵活机动部署，而且不必考虑人员伤亡等因素。此外，根据不同的战场需求，海上无人机有多种控制方式并随时改变：可采用预先编制的任务程序控制无人机的飞行和操作，以减少不必要的通信联络，降低被敌方发现和干扰的概率，适合完成高风险任务；也可用遥控方式，即舰上、空中或岸上指挥站控制无人机的飞行和作战行动，视战场态势随时改变其短行轨迹，执行不同的作战任务。舰载无人机还能够在其母舰指挥下执行多种有人机无法完成的作战任务。

　　（2）经济性好，效费比高

　　无人机体积小，重量轻，结构简单，研制、生产、训练和使用维护费用低廉，但出勤率却远高于有人驾驶的现代化战机。无人机设计时不必考虑人的因素，不需配备昂贵的生命保障系统，也不必考虑人的生理需要和适应性，因此可以大大减少造价和全寿命周期费用。而且无人机操纵员只需接受短期常规培训，花费少。无人机在执行与有人机相同的任务时，耗油量仅为后者的1/10。在海上侦察监视方面，由于飞行员长时间执行任务的耐受性，有人侦察机往往难以执行长时间大范围海上监视任务，因此成建制的海军无人机系统可成为最具性价比的海上战力。

　　（3）机动灵活，战场生存力强

　　海上无人机的机动性和强生存能力表现在以下几个方面：首先，可以最大限度地以要求的速度、高度和航程飞行，不受人为因素和过载限制的约束，也可以通过超加速升降、急转弯等方式来实施规避或进行突防。其次，设计精巧的小型机体雷达反射面积小，机体涂有高隐身性涂料，加之在空中活动轻捷自如，使得敌方探测系统极难发现其行踪，与有人飞机相比，暴露几率呈几何级数减少。海上无人机在执行任务时，能够适应多种海况和多种气候环境，增强无人机的使用灵活性、任务完成率和战场生存能力。

　　2 美国典型海上无人机及机载雷达发展现状

　　近年来，随着航空技术、电子技术、材料技术等相关领域的飞速发展，无人机的开发已进入爆发期，以美国为代表的军事强国正利用最新科技成果研制多种海上无人机，例如多用途无人机、人工智能无人机、攻击作战无人机、反导无人机、隐形无人机以及多种中高空长航时无人机等。

　　2.1 RQ-4N海上广域监视无人机

　　RQ-4N是在美国空军RQ-4全球鹰基础上发展的海上侦察无人机，由于RQ-4N使用环境、侦察监视对象、任务功能以及应用策略等方面与RQ-4有很大的不同，美国海军对发展RQ-4N提出了许多不同要求，以更好地满足海上侦察监视需要。

　　（1）RQ-4N概况

　　作为对P-3猎户座海上巡逻机投资调整的一部分，RQ-4N广域海上监视无人机系统在加强海上情报、监视和侦察能力方面担负了非常明确的任务。RQ-4N安装有多种传感器，具备持续的情报、监视和侦察能力。在主要作战行动中它将在交战前执行侦察和战场情报准备任务，在非常规战争中它将用来探测敌军的动向。

　　RQ-4N无人机系统由无人机、地面工作站和它们之间的数据传输系统组成。RQ-4N无人机装备了合成孔径雷达（SAR）、红外成像和光电成像设备，利用惯导和GPS辅助三种设备对目标精确瞄准成像，合成孔径雷达在商用SAR基础上提高硬件集成度；光电/红外组合系统由CCD相机和3-5微米的红外传感器构成；数据传输系统包括视距数传和超视距数传，分别向地面工作站和卫星传输图像和数据信息，地面工作站安装在独立的方舱内，内有4个无人机操纵员坐席，2个操作发射与回收单元侦察监视操作员坐席和控制台。

　　为实现多功能任务目标，RQ-4N配套了MTS-B系统。MTS-B是一种光电/红外综合系统，具有高分辨率录像和多视场侦察能力；具有自动目标跟踪模式；具有图像集成实时处理能力，有效减轻地面操作员的负担，雷达、光电和红外系统具有广域收集和点目标搜索模式。还配套敌我识别系统（IFF），用于识别、获取海上目标的敌我信息，提升卫星通信能力，将RQ-4使用的商用卫星通信系统换为军用卫星网络系统，解决商用卫星通信覆盖区域有盲区，无法操纵无人机的问题，实现海上全区域可操纵。

　　（2）RQ-4N雷达载荷

　　RQ-4N无人机载雷达能够实现多功能任务目标，它装备的有源电扫瞄阵列雷达综合了电子扫描和机械扫描，可满足360°侦察要求；具有合成孔径雷达功能，可以对地面目标成像；具有海面环境目标净化探测能力，可以减小海洋背景对发现海上目标的杂波干扰；具有逆合成孔径（ISAR）模式，用于海上移动目标的跟踪、分辨。

　　2.2 MQ-4C人鱼海神无人机

　　作为美国海军广域海上监视（BAMS）项目的无人机，MQ-4C是全球鹰无人机的改进型，可向空中、海上和地面部队实时传送信息，支持水面战、信息战、打击战和搜索救援等。

　　（1）MQ-4C概况

　　广域海上监视计划由美国海军航空系统司令部（NAVAIR）的海军和海军陆战队无人机系统部门管理，该计划要求数十架由地面站控制的高空、远程无人机，配合波音公司P-8A海神巡逻机使用。BAMS无人机将向舰队提供持久的海上情报、监视和侦察数据搜集与分发能力，提高对战场的态势感知能力，并且缩短从传感器到射手的杀伤链。BAMS无人机的任务将包括海上监视、敌方作战信息搜集、战斗毁伤评估、港口监视、通信中继，还有支持海上封锁、水面战、对地攻击、作战空间管理和为海上打击任务提供目标指示。

　　广域海上监视项目以提供持久的、全球覆盖的海上监视和侦察能力为任务目标，要求无人机飞行高度12 200 m，巡航速度667 km / h，续航时间24 h，维持距操控基地约3 700 km的路径，大约需要5条飞行路径来支持在全球基地的部署。每条飞行路径必须保持3架飞机同时在空中飞行，一架在地面站，一架返回基地，一架正前往接替。这样每套无人机系统可能需要15架BAMS无人机。

　　2008年4月，美国海军宣布将BAMS项目合同授予诺·格公司。该型全球鹰无人机编号MQ-4C，名为人鱼海神，是全球鹰无人机的海军型，并装备了海军专用的控制站，成为战术控制系统（TCS）。

　　MQ-4C无人机是在RQ-4B全球鹰无人机海上型的基础上改进而成的。该无人机采用大展弦比下单翼布局和V形尾翼，动力装置为罗·罗公司的AE3700 H型涡扇发动机。铝制主机身采用半硬壳式构造，而后机身、发动机舱和V形尾翼使用复合材料。相比全球鹰无人机，MQ-4C主要的改进包括提高机身和机翼强度，在全球鹰无人机的基础上增加了除冰和闪电防护系统，能够对抗阵风带来的过载以及雨雪雷电等恶劣天气。MQ-4C无人机机长14. 5 m，翼展39.9 m，最大内埋载荷质量1 452 kg，最大外挂载荷质量1 089 kg。

　　MQ-4C无人机的传感器针对进行海上情报侦察监视任务也进行了一定的改进。能够携带的载荷包括多功能有源传感器（MFAS）有源电子扫描阵列（AESA）雷达、MTS-B多频谱目标系统、AN /ZLQ-1电子支援措施系统以及自动识别系统。MFAS雷达是二维AESA雷达，能够远距离探测并识别目标；MTS-B多频谱目标系统为光电/红外传感器，能够进行自动目标跟踪，提供多视场高分辨率目标图像和全动态视频；AN /ZLQ-1电子支援措施系统实现了全数字化，可实现特定发射器识别功能；自动识别系统能够提供由海上舰船移动VHF广播得到的信息。

　　2012年6月14日，MQ-4C广域海上监视无人机系统正式出场亮相，并于2013年5月22日完成了首飞。美国海军计划制造68架MQ-4C无人机，并将在全球范围内的5个地点进行部署，与P-8A飞机配合，完成海上侦察监视任务。

　　（2）MQ-4C雷达载荷

　　MQ-4C装备的多功能有源传感器（MFAS）雷达是一种可360°方位电扫描的有缘电子扫描阵列系统，可以远距离持续监视海上和海岸地区，用于海面监视、对地侦察、目标指示、海上封锁巡逻、反海盗等领域。

　　MFAS雷达包括天线、宽带接收／激励单元、天线伺服驱动单元（基座）、信号处理单元共4个外场可更换单元；天线采用二维有源相控阵体制，采用方位和俯仰电扫工作方式。该雷达采用旋转的电扫描传感器，这使得系统各种监视功能可以灵活转换，如用于跟踪海上目标的海面扫描（MSS）模式和用于识别舰船的逆合成孔径雷达（ISAR）模式之间的转换，即边扫描边成像能力能够实现在进行MSS扫描的同时，与ISAR功能进行瞬间交替，以得到ISAR的快速成像和较高的距离分辨力，两个合成孔径雷达（SAR）模式被用于对地搜索。

　　该雷达包括5种工作模式：

　　·海面监视——对海面各类目标进行搜索、检测和跟踪； ·边扫描边成像（IWS）——在海面监视的同时，插入短时间ISAR功能（ISAR快照和一维高分辨距离剖面），从而提供原始距离轮廓／二维快照图像，以帮助操作员在目标搜索跟踪的同时，实现对目标的分类和识别； ·ISAR——对海面目标进行高分辨成像； ·条带式SAR——对地面目标成像； ·聚束式SAR——对特定目标持续照射，从而实现不同角度对某目标的持续高分辨成像。

　　该雷达灵活的波束捷变能力使得不同工作模式可以瞬间相互切换，如边扫描边成像（IWS）模式下，在成像识别的同时，也不影响对目标的跟踪精度和数据率；在海面监视和IWS模式下，俯仰方向采用同时双波束扫描的方式，结合不同波束下信号参数的调整，从而实现远、近距离的同时覆盖。

　　2011年初，诺·格公司对MFAS雷达进行了飞行实验，测试了雷达信号传输路径的成熟度，MFAS雷达被集成到诺·格公司的湾流2试验机上。同年12月16日，在湾流飞机上进行了2个小时的飞行测试，计划在30种飞机平台上进行雷达的飞行测试，测试的重点是验证雷达的海上监视性能是否成熟。在随后数月时间里，对MFAS雷达的试验分三个阶段进行，分别是雷达集成、模式集成和优化以及数据采集。该传感器是第一个能够从极远距离对海洋及沿岸提供360°持续覆盖的雷达系统。

　　2.3 MQ-8B火力侦察兵无人机

　　美国MQ-8B火力侦察兵无人机是美军在RQ-8A火力侦察兵无人机的基础上发展的功能更强大的无人机，2005年中期，由于具备了攻击能力，美军将RQ-8B调整为MQ-8B，意为“多用途”的。MQ-8B是美国海军按美国国防部新的采购条令开展的全新采购项目，是诺·格公司的瑞恩航空中心为美国海军研制的下一代舰载垂直起降战术无人驾驶系统( VTUAV)，主要用于执行侦察和瞄准任务。

　　（1）MQ-8B概况

　　一套火力侦察兵系统主要由3架施为策飞机公司的MQ-8B火力侦察兵无人机、3个由以色列飞机工业公司提供的光电/红外传感器和激光指示器／测距仪、2个由雷锡恩公司研制的地面控制站、1个由内华达山脉公司提供的无人机通用自动回收系统(UCARS) 以及任务载荷、数据链设备、远程数据终端和地面维护设备构成。

　　MQ-8B火力侦察兵采用直升机方式起降，可在距地面200 km的目标上空定点盘旋3h。地面控制单元集成战术通用数据链和 AN／ARC210UHF／VHF无线电台，可同时监控3架火力侦察兵，并可利用战术控制系统将通过火力侦察兵获得的数据传送到C4I 系统。

　　MQ-8B 主要部署在濒海战斗舰( LCS) 及水面舰艇上，可执行侦察、攻击、补给三类任务。对于侦察任务，MQ-8B可选装MMP执行情报收集、远程监视、目标识别、持续跟踪、通信中继等侦察类任务，以获取目标信息，为部队作战提供情报支持。对于攻击任务，MQ-8B不仅可以通过选装MMP 进行战场态势感知、精确打击支持、战损评估，还可以通过短翼挂载海尔法空地导弹、蝰蛇打击小型空地制导炸弹、APKWS 70 mm 激光制导火箭弹进行攻击。在执行补给任务时，MQ-8B可通过短翼挂载物品吊舱装载战需品进行远程补给。

　　（2）MQ-8B雷达载荷

　　MQ-8B配置的雷达载荷是RDR-1700B多模式海上监视雷达。该雷达由美国电报电话公司研制，可用于海上巡逻监视、海上搜救、专属经济区保护、反恐／反走私／反偷渡／渔业保护等领域。

　　该雷达机上部分包括天线及基座、收／发单元和接口单元共3个外场可更换单元。天线采用平板阵列形式，可根据用户需求定制；发射机采用螺旋式行波管形式：接收机采用数据检波、灵敏度时间控制和自动增益等处理技术。地面配套的显控终端除显示雷达视频画面外，还对机载数据链回传的视频回波信号进行多目标边扫描边跟踪处理（可自动起始航迹）、恒虚警处理、数字脉冲压缩处理、扫描问积累处理等。

　　该雷达具有4种工作模式： ·海面搜索——对海面目标进行搜索、检测、人工或自动跟踪，同时可实现真波束地形测绘以获取大陆块、岸／海分界线、大型凸出物等信息； ·气象回避——4色气象显示降雨率、冰雹、雨雪等天气； ·搜救应答机／信标探测——询问和接收民船装备的搜救应答机信号，实现对民船目标的识别和定位； ·成像——对目标或地形进行成像侦察，主要包括条带式SAR、聚束式SAR和ISAR三种模式。

　　该雷达具有模块化、基于CPCI总线的开放式架构特点，可根据用户需求进行定制，其主要电子元器件基于商用现货产品；大量采用数字波束形成、扇区消隐、重频抖动、频率捷变等技术，具有较强的抗干扰能力；可扩展数字地图叠加、导航信息叠加、数据记录等功能。

　　3 海上无人机及机载雷达发展趋势

　　3.1 海上无人机发展趋势

　　从RQ-4N等典型海上监视无人机发展可以看出，海上侦察无人机将作为一种新兴空基侦察力量，使海上情报、侦察和监视方式转变，未来主要发展方向有：（1）具备高空长航时续航性能。占领高端，开发高空长航时海上侦察无人机，巡航高度要达到18000m，甚至更高，续航时间在24h或者更长，实现不间断侦察监视. （2）注重有人驾驶飞机和无人机配合使用。战略转换中，兼顾已有装备和后续装备衔接配合，实现有人驾驶飞机和无人机相互补充，相互辅助，达到装备换新，能力更强。（3）注重多部门资源共享。准确分析各部门无人机系统的资源优势，借鉴改进已有的通信系统和地面工作站，合理利用已有的资源设备，节约资金、实现资源共享和优势互补. （4）实现多功能任务目标。搭载多种任务载荷，具有多种侦察、搜索和中继通信功能，可以独立或同时使用不同的侦察设备，实现多功能任务目标。（5）较强的通信和自主飞行能力。具有较强的数据通信能力，防止敌方对无人机的干扰、海上无盲区飞行操纵和信息实时分发；具有自动提供安全飞行策略的设备，提高无人机自主飞行能力。

　　3.2 海上监视无人机载雷达发展要求与趋势

　　海上监视无人机载雷达发展面临着诸多要求，主要包括以下几点：

　　（1）有效对海搜索探测是海上监视雷达的基本要求

　　无人机在海上执行任务时，首要任务是实时全面、准确地掌握海面目标活动态势，为后续行动提供有效的情报保障。海面目标环境有着海域范围大、目标分布广、目标活动规律多样等特点，如海上巡逻范围可达到几万甚至几十万平方公里，海面目标数量多且散布广，除港口、濒海沿线分布较密集外，中远海区域目标相对稀疏，可疑目标掺杂在大量民用目标中且先期活动情况不容易掌握。因此，雷达需具备较远作用距离和全方位覆盖的搜索探测方式，相对于只具备单边侧扫、有限幅宽覆盖的SAR模式，可有效提高无人机搜索效率，减少无人机出动架次和强度，降低地面维护保障压力。同时，海况复杂，目标大小和速度不同，需要雷达提高各种海况下的目标尤其是高海况下小目标的检测能力。此外，近年来随着远程反舰导弹的快速发展，为提高导弹打击成功率，利用无人机“零伤亡、代价小”的优势，提供目标指示信息已成为发展趋势。因此，雷达需提高对海面目标的精确定位和稳定跟踪能力。

　　（2）多功能、多模式是雷达应对复杂地理环境的客观要求

　　对目标环境来讲，除了海面目标外，沿岸／岛屿上分布的各类军民用设施也成为任务对象，随着无人机自身安全日益受到重视以及防空情报保障的需要，各类空中目标也逐步纳入任务对象，同时，由于任务的拓展，以往作为背景噪声或干扰的气象、地物等自然环境也成为了任务对象。因此，随着任务对象的逐步拓展，雷达多功能化、多模式应用成为了重要特征。功能上不仅要求传统的搜索、检测、定位和跟踪，而且要求提供目标分类识别如一维高分辨距离剖面或ISAR，甚至集成敌我识别或船舶自识别功能提高对海上目标的识别能力。工作模式上不仅要求实现基本的对海监视，而且需要对地侦察监视如SAR，GMTI，以及对空监视如AMTI。同时，还需扩展气象探测等辅助导航模式。此外，还需扩展搜救应答机／信标探测模式以保障无人机参与海上搜救等行动。工作模式也从以往的分时工作（如以往SAR和GMTI不能同时工作）逐步向多模式同时工作转变。

　　（3）提高抗干扰能力是雷达应对复杂电磁环境的现实要求

　　雷达在执行任务时，将面临复杂多变的电磁环境，不仅包括噪声干扰环境、无人机内部干扰环境、地物／海洋／气象的杂波干扰环境等，而且还存在敌方电子战装备形成的蓄意干扰环境。如此复杂的电磁环境，对雷达作战能力带来严重挑战，尤其是从无人机的任务领域看，水面舰艇的自卫干扰设备、作战飞机的干扰吊舱、特种飞机的干扰设备和陆基对空干扰设备等产生的有源干扰，提高了未来雷达面临的重大挑战。因此，大力开展抗干扰技术攻关和应用是提高雷达抗干扰能力的必然选择，如采用数字波束形成、功率／空域／时域管理、频率捷变、干扰源被动探测、重频抖动等技术手段和措施。此外，大力加强各类干扰源特点、规律和干扰机理研究和应对措施分析，搜集雷达使用中的问题并分析，也是开展抗干扰研究工作的重点。

　　作为海上监视无人机最重要的传感器，无人机载雷达有着以下趋势：

　　（1）军民结合的多应用领域是海上监视雷达的未来使用方向

　　无人机最初应用于传统的军事领域，从海上战场势感知任务来说。由于海面存在敌、我、民三方混杂的现象，海上监视雷达的根本使用目的在于从大量无关目标中发现、定位和识别敌方目标。随着非传统威胁的日益突出．无人机逐步应用于反恐／反走私／反偷渡／反海盗／海上搜救／渔业保护等领域，而这些领域恰恰需要直接关注民用目标或者从民用目标中区分出可疑目标，因此，海上监视雷达也同样需要掌握大量民用目标的活动态势，即使是战时，民用目标的社会属性也可能随着需要发生变化，战时也不可避免地需要关注民用目标态势。此外，海上监视雷达还应用于油溢检测、冰川成像、地形测绘等领域，从而使雷达的关注对象扩展到自然环境。

　　（2）有源相控阵体制是未来主流发展方向

　　无人机载海上监视雷达与有人机载火控雷达或预警雷达一样，经历了从机械扫描体制向有源相控阵体制的转变。随着无人机任务和作战对象的多样化，以及使用环境的复杂化，传统的机械扫描体制已无法适应现代海战场中的使用要求。有源相控阵体制具有反应速度快、数据率高、资源可自适应管理、抗干扰能力强、信号被截获概率低、可靠性高等优势，可同时完成搜索、跟踪、成像等功能，取代了原先多部雷达的功能。因此，有源相控阵体制将成为未来无人机载海上监视雷达的主要发展方向。

　　（3）通用化、系列化、模块化是未来必然选择

　　机载传感器尤其是雷达设备的研制、采购、维护保障成本问题越来越突出，所占整个系统的全寿命使用成本的比例越来越高，极大地增加人员保障压力和经费需求。同时，以往“一型机配一型雷达”的现象比比皆是，容易造成资源浪费。随着集约化要求的不断提高，同时随着计算机技术、高速信号和数据处理技术等发展带来硬件的集成度大大提高，以及随着软件规范化、标准化、系统化理念的推广带来软件的开放性和可重构性大大加强。为雷达通用化、系列化发展打下了坚实基础。采用开放式系统架构设计，便于软硬件升级改造；采用通用的后端处理，通过更换天线前端可满足不同装机要求；采用通用化、标准化接口，实现雷达与机上电系统的交联；采用商业货架产品，以有效降低使用保障成本以及研制／维护周期，同时供货渠道稳定。因此，雷达的通用化、系列化、模块化必将成为其发展道路。

　　4 结语

　　随着海上战场使用环境的不断变化，对海上无人机及海上监视雷达的用要求会越来越高。密切关注国外无人机及机载海上监视雷达的发展动态十分必要。目前，有人机及其雷达的发展领先于无人机。因此，注重有人机载雷达的使用变化和技术发展，如今年来逐步得到应用的数字阵列技术、共形技术等，对无人机载海上监视雷达的发展会带来良好的推动作用。

(来源：北京航天情报与信息研究所，赵飞。原文载航天防务微信公号，已获授权转载）